MICP浸泡方式对再生砂浆骨料的性能影响试验研究

随着人类对微生物诱导碳酸钙沉积现象的研究发展,微生物矿化沉积技术被提出用于改善再生骨料的性能。对嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物进行XRD及SEM分析,通过是否覆盖薄膜、改变再生砂浆骨料在溶液中的浸泡位置等试验研究MICP浸泡方式对再生砂浆骨料性能影响。研究结果表明,嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物为方解石型碳酸钙,氧气的存在促进了嗜碱芽孢杆菌H4矿化效果,骨料浸泡在溶液中部时嗜碱芽孢杆菌H4对再生砂浆骨料的矿化效果达到最好。     

MICP浸泡方式对再生砂浆骨料的性能影响试验研究

随着人类对微生物诱导碳酸钙沉积现象的研究发展,微生物矿化沉积技术被提出用于改善再生骨料的性能。对嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物进行XRD及SEM分析,通过是否覆盖薄膜、改变再生砂浆骨料在溶液中的浸泡位置等试验研究MICP浸泡方式对再生砂浆骨料性能影响。研究结果表明,嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物为方解石型碳酸钙,氧气的存在促进了嗜碱芽孢杆菌H4矿化效果,骨料浸泡在溶液中部时嗜碱芽孢杆菌H4对再生砂浆骨料的矿化效果达到最好。     

微生物矿化沉积对再生细骨料性能的影响

采用DSM8715菌种作为矿化菌,将再生细骨料浸泡在含有矿化菌的矿化培养液中进行矿化处理。通过XRD对矿化沉淀物进行定性分析,并通过测试再生细骨料的表观密度、压碎指标、吸水率等来探索微生物矿化沉积对再生细骨料的改善效果;利用SEM观察了处理前后再细生骨料表面变化。结果表明,菌种DSM8715矿化反应所产生沉淀为方解石型碳酸钙,经矿化处理后再生细骨料吸水率、压碎指标、表观密度都有明显降低,通过SEM观察发现,经处理后的再生细骨料表面有碳酸钙堵塞孔隙。     

基于巴氏芽孢杆菌矿化沉积的再生骨料改性试验研究

再生混凝土能够有效地实现对废弃混凝土的再利用,但由于骨料的自身缺陷,再生骨料会一定程度地降低混凝土的力学性能和耐久性能。基于一种脲酶菌巴氏芽孢杆菌矿化沉积特性对再生骨料进行改性处理,主要考察改性时间对再生骨料吸水率、质量变化率、表观密度和压碎指标等物理力学性能指标的影响。试验结果表明,巴氏芽孢杆菌矿化沉积能够有效提高再生骨料的质量和表观密度,并降低再生骨料的吸水率和压碎指标;改性后再生骨料质量增长率可达3%,吸水率可由未改性的4%降至2.14%。研究结果可为基于微生物矿化沉积的再生骨料改性研究提供参考。     

混菌矿化增强再生粗骨料的物理力学性能

为克服单一微生物培养成本高且矿化鲁棒性不足的缺陷,提出了一种混菌矿化增强再生粗骨料物理力学性能的方法.通过筛选矿化效率较高的好氧嗜碱混菌,考察了混菌矿化对再生粗骨料物理力学性能和混凝土抗压强度的影响.结果表明：相同增强时间下,混菌比纯菌呈现出更优异的矿化增强效果;随着混菌矿化增强时间的延长,再生粗骨料吸水率和压碎指标呈现出先减小后增大的趋势,最优增强时间为15 d;采用矿化增强再生粗骨料制备的再生混凝土抗压强度提高幅度达到22.1%.     

再生混凝土多孔砖用再生骨料基本性能试验研究

再生混凝土多孔砖与再生混凝土相比有混凝土强度要求低、再生骨料利用率高、生产成本低等优点,非常适合再生混凝土技术的推广应用.粒径0-10mm再生骨料基本性能的试验研究是再生混凝土多孔砖性能研究的基础和关键.再生骨料中细骨料比例取85%,90%.95%3个水平,再生骨料中碎砖含量取0.25%.50%,75%,100% 5个水平,用全组合的方式在试验室中配制出3个系列共15种再生骨料.按照GB/T 14684-2001及GB/T 14685-2001对这15种再生骨料的级配、表观密度、吸水率、压碎指标进行实验.试验结果表明,粒径0-10 mm再生骨料随着骨料中碎砖含量的增多,再生骨料的表观密度、吸水率、压碎指标增大;压碎指标与吸水率、压碎指标与表观密度呈正比.这个性质与目前再生粗骨料的规律不同,说明混凝土砖用0-10 mm再生骨料的性质不同于再生粗骨料.     

建筑废弃物再生粗骨料表面改性试验研究

再生骨料高吸水率和低强度的特征限制了其应用。针对此,本研究使用硅酸钠溶液和硅烷溶液以浸渍改性方法对再生粗骨料进行表面改性,研究了改性剂的浓度、种类、浸渍处理时间、再生骨料的类型以及粒径对改性再生骨料性能的影响,并对表面改性机理进行了分析。结果表明,两种改性剂均可有效提高再生骨料表观密度,降低其吸水率和压碎指标。当硅酸钠溶液浓度为8%、硅烷溶液浓度为10%时,改性效果更好;原始再生骨料的性能越差,改性效果越显著;10~31.5 mm粒径再生骨料的改性效果优于5~10 mm粒径再生骨料的改性效果。硅酸钠溶液与再生骨料表面粘附的废砂浆反应生成的产物物理填充再生骨料表面孔隙和微裂缝的改性效果优于硅烷溶液在骨料表面形成憎水包裹膜层的改性效果。     

用于混凝土中的再生粗骨料优化试验

本文通过对5~10mm和10~20mm两种粒径的再生粗骨料双优化处理:物理处理(废泥浆水浸泡)和最佳堆积密度试验,改善了再生粗骨料物理性能;并以不同取代率同体积替代天然粗骨料,进行试验研究。     

新型微生物固载材料的结晶效果研究

针对混凝土裂缝微生物自修复技术的矿化结晶效果,为提高微生物矿化结晶效率,采用一种新型多孔的材料——南海珊瑚礁钙质砂固载巴氏芽孢杆菌。通过抗渗性能等试验验证了南海珊瑚礁钙质砂为载体材料的优越性;研究分析了南海小颗粒珊瑚礁钙质砂的物理力学性能,其吸水率达17%,压碎值为26%,碳酸钙含量超过97%,具有较大的孔隙率和比表面积,机械强度稳定,能较好地保护细菌芽孢,是理想的微生物固载材料;将巴氏芽孢杆菌固载于南海珊瑚礁钙质砂后进行混凝土裂缝自修复技术的抗渗性试验及实际工程结晶效果的验证,研究发现：微生物经南海珊瑚礁钙质砂固载后,试件气体渗透率下降10%;渗透系数下降2个数量级,扫描电镜观测到试件裂缝处被方解石型碳酸钙晶体沉淀物填充,C同位素分析得到在实际工程裂缝修复处存在微生物生成的方解石型碳酸钙晶体沉淀物。结果表明：采用南海珊瑚礁钙质砂固载可对细菌芽孢起到良好保护作用,提高了微生物矿化结晶效率,有效改变了混凝土中裂缝的孔隙特征和结构。     

用再生细骨料制备干混砂浆的性能研究

在试验室通过正交试验,研究再生细骨料的粒径、取代(天然河砂)率和矿渣微粉掺量等因素,对再生细骨料干混砂浆的力学性能和吸水率的影响。实验结果表明:再生细骨料颗粒为Ⅱ区级配、取代(天然河砂)率为60%、矿渣微粉掺量为36%时,在试验室制备的再生细骨料干混砂浆试样其28d抗折、抗压强度分别为6.5MPa、34MPa,与空白试样相比分别提高了24.76%、29.4%;干混砂浆试样H5其48h吸水率为8.02%,较空白试样降低了63.3%。本实验还利用SEM对再生细骨料干混砂浆试样断面的微观形貌进行观察分析,同时利用XRD对其水化产物进行了物相鉴定。     

再生粗骨料混凝土力学性能探讨

把废弃混凝土经人工破碎后,按照粒径大小分为粗、细骨料,对再生粗骨料加入0.2%的聚羧酸减水剂进行处理后,参照普通混凝土配合比设计方法配置再生混凝土,研究不同再生粗骨料取代率下再生混凝土基本力学性能的变化。其中包括再生骨料的堆积密度、表观密度、吸水率和压碎指标,以及不同再生骨料掺入量下混凝土立方体抗压强度、棱柱体抗压强度。试验结果表明,经过聚羧酸减水剂处理后的再生粗骨料,吸水率明显比处理前的再生粗骨料低,而再生混凝土的立方体抗压强度,弹性模量随着再生粗骨料的增加而逐渐降低。     

再生骨料的微生物载具性及其在自修复混凝土中的应用

采用具有多孔结构的再生骨料载具嗜碱巴氏芽孢杆菌，制备了具有裂缝自动修复功能的混凝土，并进行了膨胀珍珠岩载体、硅藻泥载体以及无载体等情况下的修复表征对比试验.结果表明：有载体组的修复效能均优于无载体组；当修复期为28d时，再生骨料载体组的修复效果最好，裂缝修复最大宽度达到027mm.同时，分析了载体粒径、菌液浓度、载体占比及裂缝宽度对自修复效能的影响规律，并且基于试验结果提出了最优配合比设计方案.     

利用建筑垃圾生产混凝土的性能研究

通过对再生骨料基本性能的研究,根据再生骨料的特殊物理性能,设计研究了不同级配下的再生骨料混凝土的工作性能和抗压强度.当细骨料采用天然砂,级配合理时,再生混凝土28 d抗压强度可以达到44 MPa,工作性能良好;当粗细骨料都采用再生骨料,再生骨料的粒径分布为0～5 mm约占60%～70%,5～10mm约占30%～40%时,可以满足配制强度为15MPa再生混凝土的要求,粗、细骨料的重量比达到50%以上时再生混凝土的工作性比较好、强度可以达到12.4～14.9 MPa.     

火山渣粒径和DPS掺量对轻骨料混凝土性能的影响

以火山渣作为粗骨料制备了轻骨料混凝土,研究了火山渣粒径（4.75～9.50、4.75～19.00、4.75～26.00 mm）对轻骨料混凝土坍落度、吸水率和抗压强度的影响,优选出了最佳火山渣粒径。在此基础上,研究了渗透结晶型无机防水剂（DPS）的掺量（0、0.6%、0.8%、1.0%）对轻骨料混凝土性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明：随着火山渣粒径的增大,轻骨料混凝土的坍落度降低,吸水率增大,抗压强度先增大后减小,最佳火山渣粒径为4.75～19.00 mm;随着DPS掺量的增加,轻骨料混凝土的坍落度和吸水率降低,抗压强度增大;掺入适量DPS可以有效提高混凝土基体的密实度,从而改善混凝土的性能。     

无砂再生透水混凝土配合比设计

为研究无砂再生透水混凝土最优配合比,选择再生粗骨料粒径为5~10mm和10~20mm两种不同粒径,分别以骨料目标孔隙率(15%、20%、25%)和水灰比(0.35、0.4、0.45、0.5)为主要指标制作试件。采用CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中的配合比计算方法进行配合比设计。通过对试块的抗压强度、抗折强度、透水系数、实测孔隙率的测定综合考虑透水混凝土各项指标,一个目标孔隙率可确定一个最优水灰比,从而获得最优配合比。研究表明,在骨料粒径为5~10mm、目标孔隙率15%时,水灰比为0.4;目标孔隙率20%时,水灰比为0.45的再生透水混凝土综合性能最好。在骨料粒径为10~20mm时,目标孔隙率25%、水灰比为0.4的再生透水混凝土综合性能最好。     

粗骨料粒径对珊瑚混凝土力学性能的影响

为了探究粗骨料粒径对珊瑚混凝土的静态力学性性能,采用RMT-150实验机结合材料力学相关知识,对连续级配粗骨料粒径为5～16mm(J0)及单一级配粗骨料粒径为5～10mm(J1)、10～16mm(J2)、16～20mm(J3)和20～25mm(J4)进行静态抗压抗拉试验,并且对比分析实验结果,探究不同粗骨料粒径珊瑚混凝土的力学性能。研究结果表明：粗骨料粒径为5～10mm的时候珊瑚混凝土的抗压抗拉强度达到最佳,随着骨料粒径的增大,珊瑚混凝土的抗压抗拉强度呈现先增加后减小的趋势。适当的粗骨料粒径能够提升粗骨料混凝土的静态抗压抗拉强度。     

大粒径再生粗骨料混凝土墩基础竖向受压性能

为了实现建筑垃圾资源化高效利用,将大粒径再生粗骨料应用于混凝土基础中,考虑墩基础直径和不同施工方式两方面的因素,制作两个不同尺寸（尺寸分别为800 mm×2 500 mm、1 000 mm×2 500 mm）的大粒径（再生粗骨料粒径为 40~80 mm）再生粗骨料混凝土预制墩基础和两个普通混凝土现浇墩基础,通过墩基础原位轴压静载试验,对大粒径再生粗骨料预制墩基础在砂土地基中的荷载-沉降曲线特性、墩底地基土压力分布、破坏模式和竖向承载力等进行分析。在此基础上,分别制作了3个尺寸为 250 mm× 500 mm（圆截面直径×试件高度）再生混凝土墩柱和3个相同尺寸的普通混凝土墩柱,通过墩柱轴压试验对墩柱破坏过程进行研究。研究结果表明：浇筑大粒径再生粗骨料混凝土墩柱时加入钢丝网片,能够阻止大粒径再生粗骨料下沉,使得再生粗骨料均匀分布,从而保证再生混凝土墩柱的浇筑质量;再生混凝土墩柱受压发生破坏时,大粒径再生粗骨料发生断裂破坏,再生粗骨料与普通混凝土的界面黏结性能良好。再生混凝土墩柱的轴压承载力较普通混凝土墩柱的降低15%。在砂土地基中,大直径再生粗骨料混凝土预制墩基础与普通混凝土现浇墩基础在达到竖向极限荷载之前均未发生墩身破坏,表明这两种墩基础可用于砂土地基中。     

砖替率对再生粗骨料的性能影响试验研究

将建筑垃圾中的废砖块和废混凝土加工后,选择5~31.5 mm粒径范围内的天然碎石、再生混凝土和再生砖粒作为混凝土的骨料,分别以砖粒含量0、10%、20%、30%、40%、50%、60%的取代率,部分替代天然骨料和再生混凝土骨料,均匀拌和后形成试验用混凝土骨料。通过对比试验,研究了砖粒含量对拌和后试验用再生粗骨料物理力学性能的影响,探讨了其影响的一般规律。研究结果表明:随着砖粒含量的增加,取代率越高,骨料的表观密度越小,吸水率越大,压碎指标越高。     

再生混凝土粗骨料性能的试验研究

检测了再生粗骨料的物理和力学性能,设计并完成10个混凝土配合比试验.通过试验对比分析得出结论:与天然粗骨料相比,再生粗骨料针片状颗粒含量少,表观密度、堆积密度小,空隙率、压碎指标值、吸水率偏大;再生骨料的吸水性能对再生混凝土拌和物的工作性能影响很大,再生混凝土配合比设计时应考虑骨料吸水率;再生混凝土强度与再生骨料的掺量密切相关,抗压强度随再生骨料取代率的增大而降低;符合《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》要求的再生粗骨料用于配制混凝土是可行的.     

废弃烧结砖再生骨料的改性研究

针对废弃烧结砖再生骨料强度低、吸水率高的问题,采用无机、有机以及有机与无机复合的方法进行改性。通过对废弃烧结砖再生骨料的压碎指标、吸水率、表观密度等性能指标的测试,评价改性效果,最后采用改性效果理想的再生骨料制作混凝土,对配制的再生混凝土抗压强度进行了测试与分析。研究结果表明:砖粉与水泥复掺裹浆情况下,当砖粉替代水泥质量为20%时要比纯水泥裹浆效果理想,9.5～4.75 mm粒径的再生骨料在复掺20%砖粉裹浆后的压碎指标为23.7%,吸水率为3.3%;16～9.5 mm粒径的再生骨料在复掺20%砖粉裹浆后的压碎指标为18.7%,吸水率为5.1%。继续在一次裹浆的基础上进行二次裹浆效果不如一次的好。有机溶剂改性效果不明显,并且导致成本增加。有机与无机复合改性后的再生骨料的压碎指标和吸水率都有很好的改善,环氧树脂与水泥复合改性效果最好的再生骨料的压碎指标为16.8%,达到了国家标准二级骨料的要求。